عنوان/موضوع : ارائه چارچوبی راهبردی برای سیستمهای توزیع شده اجرایی تولید با استفاده از مدل محاسبات ابری
تعداد صفحات : 160
چکیده:
فرآیند تولید در سازمانهای مختلف، دارای سبکهای متفاوتی است که هدف هرکدام در نهایت تحویل محصول درست در زمان درست به مشتری است. ضمن اینکه با استقرار سیستمهای اجرایی تولید مزایای افزونتری در اختیار مدیران میانی نیز قرار میدهد. در این تحقیق هدف از خلق چارچوب طرح ماژولها، روابط آنها و ملزومات پیادهسازی هرکدام بوده است. چیزی که تا کنون در محیط ابرصورت نگرفته است. در مهمترین بخش که همان شناسایی ماژولهای این سیستم است، ماژول سفارش که در سیستمهای اجرایی اولید سنتی قابل مشاهده بود، مبنای کار قرار گرفته و با رویکرد تحلیلی و با استفاده از متدولوژی SOMA، سایر ماژولها از مله مدیریت منابع، زمانبندی، پسگیری، مدیریت تعاریف و … از آن استخراج شده است. به عبارتی هدف هرچه کوچکتر کردن این ماژول بزرگ در سیستم اجرایی تولید سنتی است. با توجه به محدودیتهای طرح عملی این چارچوب در محیط ابر، یک مطالعه موردی تحت عنوان شرکت جمساز نتیجه نهایی این تحقیق است، مطالعهای که در آن فرآیند اصلی تولید جمساز با راهحل مطرح شده مورد مقایسه قرار گرفته و باتوجه به نظر خبرگان این حوزه و مصاحبه با مدیران تولید و پرسنل مرتبط نتایج نهایی حاصل شد. در مقایسه با سیستمهای مشابه و سنتی و با در نظر گرفتن سبکتر کردن ماژول سفارش، انعطاف پذیری هرچه بیشتر و جامعیت و یکپارچگی بیشتر حاصل شد و مدل جدید کسب و کار ابری نیزدیدگاه های جدیدی را برای این سازمانها فراهم آورده است.
1-1- مقدمه
در این بخش به شرح کلیات تحقیق پرداخته میشود تا ایجاد ذهنیتی درست از موضوع تحقیق و چارچوب مورد نظر، اهمیت آن و روش تحقیق ایجاد شود. از این رو در ادامه، ابتدا به بیان مسئله تحقیق میپردازیم و اهداف پیش رو را مشخص خواهیم کرد. سپس به توجیه ضرورت انجام طرح و سابقه تحقیق خواهیم پرداخت. معرفی روش پژوهش و تکنیکهای اجرایی بخش بعدی این فصل خواهد بود و نهایتاَ به شرح مراحلی که در فصول آتی طی خواهیم کرد میپردازیم.
1-2- بیان مسأله
سیستم های اجرایی تولید ، سیستم های مبتنی بر فناوری اطلاعات هستند که عملیات تولید را در کارخانه ها مدیریت می کنند. در طول سالها استانداردها ومدلهای بسیاری برای چنین سیستمهایی پیشنهاد شده است که محدوده آن را مشخص می کنند. فعالیتهای کلیدی این سیستمها عبارتند از:
– مدیریت تعریف محصول. این کار شامل ذخیره سازی، کنترل ورژن، تبادل با سایرسیستمها که حاوی داده های اصلی هستند، نظیرقوانین تولید، ، لیست منابع و همه داده هایی که حول محور اینکه یک محصول چگونه تولید می شود. مدیریت تعریف محصول به عبارتی بخشی از مدیریت چرخه حیات محصول است.
– مدیریت منابع. مدیریت منابع شامل ثبت، تبادل، و تحلیل اطلاعات منابع است . هدف این کار آماده سازی و اجرای سفارشات تولید با منابع درست است.
– زمانبندی فرآیند تولید. این فعالیت شامل زمانبندی تولید به عنوان مجموعه ای از سفارشات کاری است که بتوان نیازمندیهای محصول را پوشش داد. که اینها معمولاً ازبرنامه ریزی منابع سازمان و یا سیستمهای پیشرفته برنامه ریزی و زمانبندی نشات می گیرند تا بتوان استفاده بهینه از منابع محلی داشت.
– توزیع سفارشات محصول. براساس نوع فرآیند تولید این کار ممکن است شامل توزیع بسته های کاری بیشتر، ارسال آنها به مراکز کاری و انجام تنظیمات برای شرایط از پیش تعیین شده باشد.
– اجرای سفارشات محصول. اگرچه اجرای واقعی توسط سیستم های کنترل فرآیند انجام می شود سیستم مدیریت اجرایی تولید بازرسی هایی بر منابع و سایر سیستم ها برای پیگیری فرآیند تولید دارد.
– جمع آوری داده های محصول. این کارشامل ذخیره سازی و تبادل داده ها، وضعیت تجهیزات، اطلاعات منابع، گزارش گیری از محصولات به صورت داده های تاریخی و یا پایگاه داده های رابطه ای است.
– تحلیل کارایی محصول. تهیه داده های مفید از داده های خام جمع آوری شده درباره وضعیت فعلی محصول، مرورکارهای در حال اجرا و ارزیابی کارایی محصول در برهه زمانی گذشته.
– دنبال کردن و پی گیری محصول. ثبت و احیای داده های مرتبط برای نمایش تاریخچه کاملی از لیست منابع، سفارشات و تجهیزات.
در سالهای اخیر در کنار مفهوم سیستمهای اجرایی تولید، مفهوم سازمانهای شبکهای مطرح شده است، اجزای این سازمانها موقتاً کنار هم جمع شده تا بتوانند مهارتها و منابع را با یکدیگر به اشتراک بگذارند. درسیستم های تولیدی چنین سازمانهایی با رویکرد توزیعشده روبرو هستیم، چیزی که به معنی تولید محصول درست، در مکان درست،هزینه درست، زمان درست، شرایط درست می باشد. زنجیره تامین از تامین مواد خام تا تولید و توزیع و حمل و نقل و انبارداری و فروش محصولات به صورت پراکنده و در نقاط جغرافیایی مختلف صورت می گیرد. ازآنجا که مسئولیت به سازمانهای مختلف سپرده میشود در نتیجه کنترل مداوم و هماهنگی برای چنین چرخه حیاتی بسیار پیچیده میشود.کارهای صورت گرفته اغلب به صورت کنترل متمرکز بوده و کمتر کنترل به صورت غیرمتمرکز و توزیع شده صورت گرفته است.
هدف اصلی در چنین تولیدی کاهش هزینه ها ، کاهش زمان مدیریت، هرچه ساده تر شدن و یکپارچگی فرآیندها و زیرسیستمها، تکنولوژیهای جدید و به روز رسانیها است. ضمناً کاهش اتلاف در تولید، سرعت در قابلیت پیکربندی مجدد در قبال رخدادهای منتظره و غیرمنتظره از دیگراهداف تولید توزیع شده محسوب میشود.
حال برای تحقق واقعی و بهینه چنین سیستمهای تولید توزیع شده ایی، نیازمند به کارگیری فناوری اطلاعات و پردازش توزیع شده هستیم چیزی که امروزه تحت عنوان پردازش ابری با ان آشنا هستیم. پردازش ابری به سرعت در حال تغییرصنایع و سازمانها برای تحقق اهدافشان می باشد. صنایع تولیدی توسط فناوری اطلاعات و تکنولوژی های هوشمند در حال توانمند شدن هستند. قدرت اصلی پردازش ابری در فراهم آوردن سرویس محاسبات در لحظه با قابلیت اعتماد بالا، مقیاس پذیری و قابل دسترس بودن در محیطهای توزیع شده است.
درپردازش ابری همه چیزتحت عنوان سرویس در نظرگرفته میشود به عبارتی (Xaas) مانند نرمافزاربه عنوان سرویس، پلتفرم به عنوان سرویس، زیرساختاربه عنوان سرویس که این سرویسها ساختارلایه ای را برای پردازش ابری فراهم میآورند. با توجه به فلسفه طراحی در همه جا تولید در همه جا، نیازمند تبادل اطلاعات در بین سایتهای مختلف تولید هستیم لذا پردازش ابری نقش کلیدی در تحقق این فلسفه دارد .
به طور کلی دو نوع اتخاذ پردازش ابری در محیطهای تولیدی وجود دارد. یکی اتخاذ مستقیم تکنولوژیهای پردازش ابری و دیگری تولید ابری که همان ورژن تولیدی پردازش ابری است. در اکثر روشهای پیشنهادی در اتخاذ پردازش ابری مدیریت به صورت متمرکزصورت گرفته است. لذا هدف غیرمتمرکز و توزیع شدگی مدیریت این سیستمهای تولیدی است.
در این پایان نامه هدف ارائه چارچوبی کلان برای مدیریت سیستمهای تولیدی است در این چارچوب به ارائه مدل لایهای با توجه به لایههای مدل پردازش ابری پرداختهایم. در این مدل سعی میشود ماژولهای اصلی سیستمهای تولیدی اجرایی استخراج شده و با تطابق این ماژولها با معماری سرویسگرا چارچوبی یکپارچه ارائه شود. این چارچوب به نحوی است که فرآیندها و رویههای انجام کار را با الهام از مدل پردازش ابری گردآوری میکند و در محیطهای توزیعشده ابری راهحلی برای مدیریت سیستمهای تولیدی اجرایی در حین عدم تمرکز ارائه می دهد.
1-3- هدف از اجرا
پردازش ابری محیطی کاملاًمتفاوت به صورت مجازی و مقیاس پذیرتر برای سازمانها به وجود آورده است،مزایای این محیط ازطریق سرویس و از راه اینترنت در اختیار کاربران قرارمیگیرد. مصرف کنندگان ازابربه عنوان پلتفرم استفاده می کنند، پشتیبانی کنندگان ابر پردازش ابری را به عنوان یکی ازتوانمندسازهای صنایع تولیدی درنظرمی گیرند لذا هدف تعمیم این ایده به محیطهای تولیدی میباشد تا با خلاقیت ایجاد شده توسط ابر بتوان استراتژی های کسب و کاررا جهت دهی کرد.
هدف در تولید ابری هرچه توانمندترکردن تولید، ایجاد کارخانههای کارا که همکاری موثر با یکدیگر دارند می باشد و اشتراک منابع با به کارگیری محیط ابرتسهیل و تسریع شود. یکپارچه تر کردن محیطهای تولید توزیع شده هدف دیگر تولید ابری است که با مقیاس پذیرشدن منابع و مدلهای جدید کسب و کار پیشنهاد شده با ابر، محقق میشود.
1-4- توجیه ضرورت انجام طرح
با توجه به تلاش سازمانها برای کوچکتر شدن و به کارگیری ساختارهای شبکه ای، همواره این سوال مطرح میشود که چگونه سیستمهای اطلاعاتی تولیدی این شرکتها در محیطهای توزیعشده مدیریت میشوند تا کارایی در چنین شرکتهایی به حداکثر برسد، لذا بر آن شدیم تا با ارائه چارچوبی کلان برای سیستمهای تولیدی توزیعشده با استفاده از مدل محاسبات ابری به مدلسازی این مفهوم بپردازیم. مدلی که ماهیت آن ظهورنوآوری در مدیریت بوده و مدیریت محیطهای توزیع شده تولیدی را تسهیل میکند.
1-5- سابقه تحقیق
بروچر و سایرین در مطالعه خود به این نتیجه رسیدند که در یک محیط تولیدی با اطلاعات بسیارزیاد ، برنامههای کاربردی می توانند سرویس گرا باشند. آن ها یک پلتفرم مبتنی بر ماژول و قابل پیکربندی برای تولید ارائه کردند. هدف تقابل با مشکل یکنواختی برنامه های کاربردی موجود در زنجیره تامین کد-کم-سی ان سی است. رویکرد پیشنهادی تحت عنوان تولید مبتنی بر کامپیوترآزاد یا اوپن سی بی ام( open CBM )مطرح شد تا بتوان با آن تولید مشارکتی را تقویت کرد. ایده پیشنهادی مشابه یاس( Aaas) است در حالیکه در اینجا برنامه های کاربردی تحت عنوان برنامه های کاربردی یکپارچه در نظر گرفته نمی شوند ولی به صورت مجموعه ای از سرویس ها که ارتباط سستی با یکدیگر دارند و ماژولاریتی و قابلیت استفاده مجدد از یک سیستم را تضمین می کنند، لحاظ میگردند.
برای افزایش سرویس گرایی و کاهش پیوستگی وان در ولد یک چارچوب نصب و اجرا (pug and play) برای ایجاد نرم افزار شبیه سازی ماژولار عنوان کرد. در این چارچوب کاربر در لایه برنامه کاربردی در سیستم تولید ابری این امکان را دارد تا هدف شبیه سازی را انتخاب کند و اجرای شبیه سازی را تحت عنوان مولفه (کامپوننت) انتساب دهد. این مولفه ها در عمل موجودیت های نرم افزاری هستند ( و اینکه تحت عنوان ساس-Saas -در تولید ابری و محاسبات ابری شناخته می شوند) وماژولهای خودشمولی می شوند که قابل جابه جایی و پلاگ شدن بعد از شبیه سازی را داشته و خروجی از طریق کامپوننت ها پس پردازش می شوند. در چنین معماری، ماژول های نرم افزاری شناسایی و بارگیری شده و در حین اجرای چارچوب مورد استفاده قرار می گیرند.
با کاهش پیوستگی مشکل عدم سازگاری بروزمی کند.ناش چارچوبی برای حل مشکل عدم سازگاری سیستم های سی آ ( CA )مطرح کرد. این چارچوب بسیارشبیه یک سیستم یاس( Iaas ) است. پلتفرم اینترفیس های منحصر به فرد برای سیستم های متفاوت کد-کم-سی ان سی(cad-cam-cnc) فراهم می کند. یک انبار داده بسیار پیچیده تجهیز شده است تا اطلاعات تولید را به عنوان پایه ای برای نشان دادن دانش تولید که با استفاده از شمای XML افزوده شده است، تجهیز کند. سیستم متشکل از انبار داد ه های تولیدی، دانش تولیدی، باس تبادل اطلاعات و اینترفیس های مختلف است که به عنوان ساختار اصلی عامل (agent) به کاررفته است تا باس تبادل داده ها و اینترفیس ها را پشتیبانی کند. در این سیستم کامپوننت های مختلفی اززنجیره کد-کم-سی ان سی(cad-cam-cnc) می تواند اطلاعات را تبادل کند
در همین راستااخیراً مختار و هوشمند پلتفرمی را ارائه داده اند که تئوری طراحی بدیهی را برای پی بردن به قابلیت کار کردن بین زنجیره سی آ (CA) نشان می دهد. متدولوژی طراحی بدیهی با این هدف مطرح شده است که یک نقشه راه سیستماتیک از ترکیب بهینه تبادل داده ها از طریق راه حل های مستقیم و غیر مستقیم در محیط CA پیشنهاد می کند. این رویکرد به اینکه چگونه یک منبع، طراحی ،تولید و کپسوله می شود و اینکه چگونه لایه سرویس جهانی ایجاد می شود فراهم می آورد، پرداخته است .
وانگ و زو یک پلتفرم توزیع شده تولیدی دیمپ (DIMP) را پیشنهاد کردند. این پلتفرم یک محیط یکپارچه بین برنامه های کاربردی کد-کم-سی ان سی( cad-cam-cnc ) فراهم می سازد. این یک ساختار مبتنی بر ماژول است که برای یکپارچه کردن پلتفرم از همان معماری سرویس گرا استفاده کرده است. در این پلتفرم درخواست-های کاربران جمع آوری شده و به صورت الگویی از سرویس های نرم افزاری سازمان دهی شده است. در دیدگاه سرویس گرا، ابزارهای نرم افزاری متجانس به صورت ترکیب کننده های سرویس مجازی یکپارچه می شوند و برای کاربر فراهم می شوند، در این روش، نرم افزارها در فرآیندهای عملیاتی جایگذاری می شوند.
با توجه به شکاف موجود در ادبیات هدف این تحقیق ارائه چارچوبی کلان برای مدیریت سیستم های تولیدی است. این چارچوب به ارائه مدل لایه ای با توجه به لایه های مدل پردازش ابری می پردازد. و به نحوی سازماندهی خواهد شد که فرآیندها و رویه های انجام کار را با الهام از مدل پردازش ابری گردآوری کند و در محیط های توزیع شده ابری راه حلی برای مدیریت سیستم های تولیدی اجرایی در حین عدم تمرکز ارائه دهد.
